Question

在綜合實(shí)踐活動(dòng)中，小明設(shè)計(jì)的模擬調(diào)光燈電路如圖所示．已知小燈泡上標(biāo)有“6V 6W”、滑動(dòng)變阻器上標(biāo)有“20Ω 2A”字樣，選用的電源電壓恒為10V．不考慮溫度對燈絲電阻的影響．問：
（1）小燈泡的電阻是多大？
（2）閉合開關(guān)s后，當(dāng)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，使燈泡正常工作時(shí)，電路消耗的總功率是多少？此時(shí)滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻多大？
（3）當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P移到a端時(shí)，會(huì)出現(xiàn)的情況是什么？針對這種情況，你對小明的設(shè)計(jì)提出一個(gè)合理的建議．

Answer 1

分析：由電路圖可知，燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)．
（1）根據(jù)燈泡的銘牌和R=

U2

P

求出小燈泡的電阻；
（2）先根據(jù)P=UI求出燈泡正常發(fā)光時(shí)電路中的電流，然后根據(jù)P=UI求出電路消耗的總功率；再根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn)和歐姆定律求出此時(shí)滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻；
（3）當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P移到a端時(shí)，電路為燈泡的基本電路，根據(jù)燈泡的額定電壓和電源電壓相比判斷燈泡會(huì)出現(xiàn)的情況．

解答：解：（1）∵P=UI，I=

U

R

∴小燈泡的電阻：R=

U2

P

=

(6V)2

6W

=6Ω；
（2）燈泡正常發(fā)光時(shí)，電路中的電流：I=

P

U

=

6W

6V

=1A，
則電路此時(shí)消耗的總功率：P_總=U_總I=10V×1A=10W；
∵I=

U

R

，并且串聯(lián)電路兩端電壓等于各部分電壓之和
∴此時(shí)滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻：R=

U總-UL

I

=

10V-6V

1A

=4Ω；
（3）當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P移到a端時(shí)，小燈泡會(huì)被燒壞；為了防止燈泡被燒壞，可以在電路中串聯(lián)一只4Ω的保護(hù)電阻．
答：（1）小燈泡的電阻是6Ω；
（2）電路消耗的總功率是10W；此時(shí)滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻4Ω；
（3）當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P移到a端時(shí)，小燈泡會(huì)被燒壞；為了防止燈泡被燒壞，可以在電路中串聯(lián)一只4Ω的保護(hù)電阻．

點(diǎn)評：本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率的計(jì)算，關(guān)鍵是知道燈泡兩端的實(shí)際電壓比額定電壓大得多時(shí)燈泡會(huì)被燒壞，如果實(shí)際電壓略大于額定電壓時(shí)燈泡會(huì)發(fā)出耀眼的光芒．